提升LED电源寿命 MLCC能否终结电解电容？

电解电容一直被视为LED驱动电源设计的瓶颈——目前电解电容的寿命都在几千小时，这与LED器件10万小时寿命相比，有难以逾越的差距。因此，对于 LED照明系统来说，铝电解电容器是导致LED驱动电路寿命达不到要求的关键元件。

近年来有很多LED驱动器件厂商都在尝试推广无电解电容的驱动电源解决方案。电子元件技术网资深专家指出，无电解电容方案的弊端——一方面，无电解电容器方案使得市电整流输出电压纹波加大，如果不加以处理就会导致LED输出电压纹波的增加，而如果LED工作在满功率状态，就可能出现市电频率下的周期性过电流（或过功率），最终结果还是会导致寿命的缩短；另一方面，如果降低工作电流，尽管不会出现过功率，但是会引起损耗的加大，而且会产生比较大的LED电流变化，会导致如严重的频闪

因此，人们一直在寻找其他的电解电容替代解决方案。目前，越来越多的设计者开始关注用MLCC（片式多层陶瓷电容器）来替代电解电容。上周末在深圳由电子元件技术网举办的“LED照明设计技术交流会”上，TDK的专家就分享了他们在LED驱动电源中采用MLCC的一些设计思路。

TDK-EPC的技术专家加加谷光晴指出，电解电容有一个很大特点，就是ERS值比较高——如果ERS比较高，以发热的形式流过去，就会导致电解电容损耗比较高；另外它的纹波电流比较高，同样会引起自身发热非常严重，以上两个因素叠加，自身发热达到一定程度，会加速电解液挥发的速度。同时在高温影响下，电容容值也会衰减，所以整个呈现恶性循环的趋势。

而与之相比，MLCC最大的优点就是寿命比较长，另外它在高温和低温下的表现非常一致，因此在如本的LED照明解决方案中，很多会考虑采用MLCC，因为日本目前是业界当中LED寿命关注最大的国家，要求LED照明产品寿命都要保证4万小时以上。

当然，MLCC也有其弱点，一是跟同等容量的电解电容相比，单价会比较高；另外MLCC有偏压的特性，偏压特性导致容量衰减，导致灯具的频闪现象。不过就频闪的问题，在一个客户的设计中，原来采用了 4.7uF的电解电容，从电流曲线来看，没有中断，所以不会出现闪频的现象；而在用同样容值的MLCC替代电解电容后就有可能产生频闪。这是因为MLCC 一旦施加电压，容量就会有衰减，如4.7uF 电容在50V、25摄氏度使用时，容量会下降到2.24.7uF，会产生实效容量不足，从而导致频闪。但是在将MLCC的容值提高到10uF时，频闪消失了。因此TDK的专家得出结论 ——用MLCC替代电解电容时，不能同等电容去替换，要选择大一点的MLCC去进行替换。

加加谷光晴透露，深圳电子展上的那些LED照明厂商，整个电源用的电容全部换成了MLCC。通常在不同的LED照明领域可以选择不同的MLCC产品：针对中耐压产品，可选用100V 到630V的产品；针对有耐高温需求的产品，选在150摄氏度对应的产品；三是在交通灯、路灯等应用中，选择耐机械应力、耐热冲击的产品。

不过，面临MLCC的挑战，电解电容也没有淡出人们的视野，资料中显示，Rubycon推出推出的ZLH、YXJ系列低压电解电容器和BXA、BXC系列高压长寿命电解电容器，直径10mm的电解电容器可以达到105℃下1万小时的寿命，按理论推算，在75℃环境下其寿命可以达到8万小时；考虑其他影响因素，达到75℃下5万小时寿命没有问题，国产高压铝电解电容器的寿命近年来也有较大的提高，很多铝电解电容器制造商已经可以制造出105℃下1万小时产品，可以满足3万小时以下的LED驱动电路的需要。所以说，技术的竞赛还在继续，好戏还在后头。